专利名称：红外扩展卡的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及计算机的数据传输装置，尤其涉及一种能持多种红外速率传输和UART传输的红外扩展卡。
早在80年代初期，全功能的微处理器已包含内部UART。这些内部UART可满足中低速串行数据传输的应用。尽管此后制造商增加了时钟频率、ROM容量及其它功能，但控制器中UART的速度和功能并没有多大改善。当需要采用多个UART时，设计者有两种选择1、如果仅需要低性能的UART，并且易于实现及CPU时间允许，可由软件实现UART与硬件的交替使用。2、另附加一个UART，但大多数情况下，这种方案让人无法接受它意味着大尺寸、大功率、高价格，更重要的是它需要复杂的软件支持以获得较好的性能。目前市场上类似产品功能单一支持标准UART功能的产品，往往不支持IrDA1.0或IrDA1.1标准；支持IrDA标准的产品通常又不具备标准UART结构，并且根本就不兼容于ISA总线结构。
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种能支持多种红外速率传输和UART传输，兼容ISA总线，的红外扩展卡。
本实用新型的目的可以通过如下的技术措施来实现设计一种红外扩展卡，包括主控电路、扩展槽接口总线及附加扩展总线、可编程逻辑阵列U1、与主控电路双向连接的红外(IR)传输电路和RS232传输电路。所述主控电路包括UART控制器、配置及状态寄存器，所述红外(IR)传输电路包括低速(SIR)红外线逻辑、中速(MIR)红外线逻辑、高速(FIR)红外线逻辑以及TV Remote逻辑和Sharp(IR)五种模块，所述的扩展槽接口总线以及附加扩展总线为ISA总线和ISA扩展总线。
附图的说明如下
图1是本实用新型红外扩展卡的一级原理方框图；图2是本实用新型红外扩展卡的二级原理方框图；图3是本实用新型红外扩展卡的电路原理图；图4是主控芯片的读写时序图；图5是红外扩展卡的FIR工作流程图；图6是红外扩展卡的MIR工作流程图；图7是红外扩展卡的SIR工作流程图；图8是红外扩展卡的SHARP IR工作流程图；图9是红外扩展卡的TV工作流程图；图10是红外扩展卡的UART工作流程图；图11是红外扩展卡与收发器的连接示意图。
以下结合附图对本实用新型的最佳实施例做进一步详细说明。
如图1和图2所示，本实用新型的红外扩展卡包括主控电路1、ISA总线2以及ISA扩展总线3、可编程逻辑陈列(U1)4、与主控电路双向连接的红外(IR)传输电路5和RS232传输电路6、48MHz周期振荡器和测试槽。所述主控电路包括UART控制器、配置及状态寄存器，UART接口以及五种红外模块被固化在集成电路芯片U2中，集成电路芯片型号为TIR2000；主控芯片U2通过五个红外逻辑模块低速(SIR)红外线逻辑模块、中速(MIR)红外线逻辑模块、高速(FIR)红外线逻辑模块以及TV Remote逻辑模块和Sharp(IR)模块与红外(IR)传输电路2双向连接，通过UART接口与RS232传输电路双向连接，该红外扩展卡接口兼容于工业标准体系结构(ISA)地址总线SA[15-0]，外部地址译码器(可编程逻辑陈列(U1))使用ISA信号(SA[15-4]，AEN)产生片选(CS)信号，低位地址SA[3-0]则直接连接到内部译码器以选择不同的内部寄存器(图3)。
在通常情况下，通过相应的程序设定，新网通红外扩展卡可工作在如下6种不同的方式之下快速红外线(IrDA FIR)方式(图5)，其传输速率为4MBPS；中速红外线(IrDA MIR)方式(图6)，传输速率为1.15MBPS；低速红外线(IrDA SIR)方式(图7)，传输速率最高为1.15MBPS；SHARP(IR)方式(图8)，传输速率最高为38.4KBPS；TV方式(图9)，传输速率最高为166.7KBPS；通用异步收发(UART)方式(图10)，传输速率最高为1MBPS。
当红外扩展卡被配置为URTA方式时，数据的传输和接收能够同时进行；被配置为红外(IR)方式时，数据的传输或数据接收不能同步进行。
图3给出了主控芯片(U2)TIR2000与红外扩展卡其他部分的连接关系。
首先介绍主控芯片与红外传输电路的连接主控芯片U2的IRTX(PIN62脚)为红外线发射数据端，连接红外传输电路的红外线发射数据端(TXD)；IRRVL(PIN63脚)为低速红外线接收数据端，接在红外传输电路的低速红外线接收数据端(RXD-A)，可支持SHARP IR、TV等模式；IRRVH(PIN64脚)为高速红外线接收数据端，接在红外传输电路的高速红外线接收数据端(RXD-B)，速度可达到1.15MBPS-4MBPS。
主控芯片U2通过UART接口与RS232传输电路6的电平转换IC(U3)双向连接，当数据传输方式设定为UART方式时，主机通过有线的串行接口和远程的设备或调制解码器进行通信，速度最高可达1MPBS；主控芯片(U2)TIR2000的SIN(TIR2000的数据接入端)、CTS(外界通信机的清除发送信号)、DSR(TIR2000的数据接收就绪信号)、DCD(外界通信机的数据载波信号)、RI(TIR2000的回路指示器信号)、SOUT(TIR2000的数据输出端)、RTS(TIR2000的接收应答信号)、DTR(电平转换IC的数据接收/发送开关)分别为TIR2000的PIN53-PIN59脚、PIN61脚，与电平转换IC(U3)(本例中为CN75C185)的RY1、RY2、RY3、RY4、RY5、DA1、DA3、DA2接线端相连；主控芯片U2的SD0-SD7(TIR2000的数据总线)(PIN1-PIN4、PIN6-PIN9脚)、IRQ3-IRQ7，IRQ9(TIR2000的中断信号)(PIN11-PIN16脚)、DRQ1，DRQ3(TIR2000的DMA通道选择信号)(PIN24-PIN25脚)、DACK1，DACK3(主机对主控芯片的DMA通道选择信号)(PIN28-PIN29脚)、TC(TIR2000的计数器信号)(PIN31脚)、RESET(PIN35脚)、SA0-SA3(TIR2000的地址信号)(PIN36-PIN39脚)分别与ISA总线(4)的A9-A2、B25-B21，B4、B18，B16、B17，B15、B27、B2、A31-A28接线端相连；主机通过主控IC的引脚SA0-SA15、AEN、SD0-SD7、TC、/DACK0、/DACK1、/DACK3等来控制与TIR2000的通信，通过译码寻址后产生控制IC的片选信号，SA0-SA3用来选择TIR2000的ICR、PRESC、MDR、SCT、PLR、LCR、IEC、ACREG、MCR等内部寄存器，并作相应的控制。
主控芯片U2的GPI00-GPI07(TIR2000的PIN40-43、PIN45-48脚)为通用I0。受TIR2000内部寄存器GPIODIR(方向)、GPIODAT(数据)的控制。
主控芯片U2的IRQ10-IRQ12(TIR2000的中断信号)，IRQ14(中断信号)、IRQ15(TIR2000的中断信号)、DRQ0(TIR2000的DMA通道选择信号)、DACK0(主机对主控芯片的DMA通道选择信号)(PIN18-PIN22脚、PIN23脚、PIN27脚)与ISA扩展总线(5)的D3-D9接线端相连。
主控芯片U2通过CS(片选信号)(PIN30脚)与可编程逻辑陈列芯片U1的Q3(PIN21脚)相连；ISA总线的B13脚与可编程逻辑陈列U1的Q5(PIN19脚)并联后接主控芯片的WR(IOWZ)接线端(PIN33脚)；ISA总线的B14脚与可编程逻辑陈列(U1)的Q6(PIN18脚)并联后接主控芯片的RD(IORZ)接线端(PIN32脚)；可编程逻辑陈列(U1)负责主控芯片与ISA总线之间的译码寻址(图4)ISA总线的AEN(A11脚)和可编程逻辑陈列U1的CLK/I1(PIN1脚)相接；SA15-SA4(A16-A25脚)，SA5(A26)、SA4(A27)分别与可编程逻辑陈列U1的I2-I11(PIN2-PIN11脚)、Q10(PIN14脚)、I12(PIN13脚)相连。
主控芯片U2的XIN(主控芯片的PIN49脚)和XOUT(主控芯片的PIN51脚)接在一个48MHz的周期振荡器7的输出端；通过设置PRESC寄存器，生成内部时钟。
红外扩展卡控制器电路还包括测试槽；该红外扩展卡主控芯片U2的TEST(PIN52脚)与其相连。该测试槽作用主要是当红外扩展卡需要调试时，通过测试槽连接测试卡，以判断卡所处的状态。
本红外扩展卡能方便地连接到HP或TI收发器上(图11)，HP和TI的收发器是PIN-TO-PIN兼容的，有一个发送端(TXD)及二个接收端(RXD-和RXD-B)。收发器的TXD引脚连接到扩展卡的IRTX引脚，收发器的RXD-A引脚连接到TIR2000的IRRVL引脚，这一般用于慢速接收数据(IR和TV MODE)。收发器的RXD-B引脚连接到扩展卡的IRRVH引脚，这一般用于中速、高速及SHARP ASK方式接收数据。该红外扩展卡也能连接到Temic收发器上，连接收发器的TXD引脚到扩展卡的IRTX引脚。收发器仅有一个RXD引脚，既可高速也可慢速传输数据。连接收发器的RXD脚到扩展卡的IRRVL、IRRVH引脚。收发器的SD引脚需要正确地设置以使它能够正常地工作在高速IR方式下。
本实用新型装置具有如下特性支持高速(最高可达4MBPS)数据传输；双工数据传输，传输启动可控；内置波特率发生器；具备功耗关闭模式且能被唤醒；支持IrDA标准红外通信及UART；FIF0接受缓冲减轻微控制器的通信负担；高驱动和施密特触发器输入与隔离无耦直接接口；兼容ISA总线结构；支持消费电子遥控标准(RC5、RC5扩展型、NEC、RECS80)；支持电源管理；UART波特率最高达1MBPS；支持多种红外速率传输；支持IrDA1.0标准，最高数据传输率可达115.2KBPS；支持IrDA1.1标准，最高数据传输率可达1.15MBPS；支持IrDA1.1标准，最高数据传输率可达4.0MKBPS；支持SHARP ASK红外标准；与现有技术相比，本实用新型的红外扩展卡具有如下优点能支持低速(SIR)红外、中速(MIR)红外、高速(FIR)红外以及TV Remote和Sharp(IR)多种红外速率的数据传输。
本实用新型实施例所用主要元、器件型号、参数如下
权利要求1.一种红外扩展卡，包括主控电路(1)、扩展槽接口总线(2)及附加扩展总线(3)，可编程逻辑阵列(U1)(4)，其特征在于所述红外扩展卡还包括主控芯片双向连接的红外(IR)传输电路(5)和RS232传输电路(6)。
2.根据权力要求1所述的红外扩展卡，其特征在于所述主控电路(1)包括UART控制器、配置及状态寄存器，所述红外(IR)传输电路(5)包括低速(SIR)红外线逻辑、中速(MIR)红外线逻辑、高速(FIR)红外线逻辑以及TV Remote逻辑和Sharp(IR)五种模块，所述的扩展槽接口总线以及附加扩展总线为ISA总线和ISA扩展总线。
3.根据权力要求1所述的红外扩展卡，其特征在于该红外扩展卡的UART控制器、配置及状态寄存器、UART接口以及五种红外模块低速(SIR)红外线逻辑模块、中速(MIR)红外线逻辑模块、高速(FIR)红外线逻辑模块以及TV Remote逻辑模块和Sharp(IR)模块被固化在集成电路芯片U2中。
4.根据权力要求1所述的红外扩展卡，其特征在于所述红外扩展卡还包括一个与主控芯片U2的XIN和XOUT脚连接的周期振荡器和与U2的TEST脚连接的测试槽。
5.根据权力要求1所述的红外扩展卡，其特征在于所述主控芯片U2的IRTX脚连接红外传输电路的红外线发射数据端TXD，IRRVL脚接在红外传输电路的低速红外线接收数据端RXD-A、PIN64脚接在红外传输电路的高速红外线接收数据端RXD-B；主控芯片U2的SIN、CTS、DSR、DCD、RI、SOUT、RTS、DTR(PIN53-PIN59脚、PIN61脚)与电平转换IC(U3)的RY1、RY2、RY3、RY4、RY5、DA1、DA3、DA3、DA2接线端相连。
6.根据权力要求1所述的红外扩展卡，其特征在于主控芯片U2的SD0-SD7脚、IRQ3-IRQ7，IRQ9脚、DRQ1，DRQ3脚、DACK1，DACK3脚、TC、RESET脚、SA0-SA3脚分别与ISA总线(4)的A9-A2、B25-B21，B4、B18，B16、B17，B15、B27、B2、A31-A28接线端相连；主控芯片U2的IRQ10-IRQ12，IRQ14、IRQ15、DRQ0、DACK0脚与ISA扩展总线(5)的D3-D9接线端相连。
7.根据权力要求1所述的红外扩展卡，其特征在于主控芯片U2通过CS脚与可编程逻辑陈列(U1)(4)的Q3脚相连。
8.根据权力要求1所述的红外扩展卡，其特征在于主控芯片U2的GPI00-GPI07脚为通用IO。
9.根据权力要求1所述的红外扩展卡，其特征在于ISA总线的B13脚与可编程逻辑陈列(U1)的Q5脚并联后接主控芯片U2的WD接线端(PIN33脚)；ISA总线的B14脚与可编程逻辑陈列(U1)的Q6脚并联后接主控芯片U2的RD(IORZ)接线端。
10.根据权力要求1所述的红外扩展卡，其特征在于ISA总线的AEN(A11)脚和可编程逻辑陈列U1的CLK/I1(PIN1)脚相接；SA15-SA4(A16-A31)、SA5(A26)、SA4(A2)脚分别与可编程逻辑陈列U1的I2-I111脚、Q10、I12脚相连。
专利摘要一种红外扩展卡,包括主控电路1、扩展槽接口总线2以及附加扩展总线3、可编程逻辑陈列(U1)4、与主控电路1双向连接的红外(IR)传输电路5和RS232传输电路6;本实用新型装置支持多种红外传输,同时支持SHARP－IR、HPSIR、MIR、FIR以及TV等传输模式。该扩展卡完全支持DMA(直接存储器存取)以及中断操作,它还提供可编程寄存器以路由中断DMA握手信号,能够有效的提升系统效率及数据传输波特率。
文档编号G06F13/38GK2475079SQ0121548
公开日2002年1月30日 申请日期2001年2月28日 优先权日2001年2月28日
发明者丁子锦, 毛永毅, 程军 申请人:深圳市桑夏皖能高科技有限公司